ИП1А, ИП1БК, ИП-1В, ИП1ВК

Это ранние выпуски микросхем 1КТ011А-1КТ011В (101КТ1А-101КТ1В). Собственно, это самая первая зеленоградская интегральная микросхема разработки НИИМЭ "Микрон"; тема "Иртыш". Название расшифровывается как "Интегральный Прерыватель, Первый".

    Этот прерыватель предназначен для работы в ключевом режиме в модуляторах и демодуляторах малых сигналов, применяемых при построении прецизионных усилителей постоянного тока. Выполненный в одном кристалле интегральный прерыватель обладает высокой идентичностью характеристик отдельных транзисторов и обеспечивает почти полную компенсацию остаточных параметров.

   Серийное производство было организовано на том же "Микроне" и рижском РНИИМП.

   "ИС "Иртыш" разрабатывалась в рамках НИР "Иртыш" (1965-1966 гг.) и ОКР "Иртыш-1" (1966-1967 гг.) с общим названием "Разработка технологии изготовления кремниевого интегрального прерывателя". Руководителем обеих тем ... был Е.Дробышев - до середины 1966 года главный технолог, а затем начальник отдела. ... Но разработкой ИС как прибора руководил А.Голубев."

   В маркировке микросхемы 1970 года интересный момент - похоже, что в конце обозначения стояла буква К (как в 1ЛБ211АК), но потом она была закрашена.


(фото с форума Радиокартинки)

(фото с форума Радиокартинки)

Особенности технологии изготовления

   Интегральный прерыватель ИП-1 изготовляется по эпитаксиально-планарной технологии.

   Специфичные для интегральных прерывателей требования низкого сопротивления тела коллектора, высоких и стабильных коэффициентов передачи тока для нормального и инверсного включений и малых токов утечки эмиттера достигаются использованием в качестве исходного материала эпитаксиальных структур 10 КЭФ 1,0/200 КЭС 0,01, состоящих из низкоомной кремниевой подложки и эпитаксиального слоя кремния того же типа проводимости, но с более высоким удельным сопротивлением, а также соответствующим выбором режимов технологических операций.

Параметры диффузионных слоев

   Выбор сурьмы в качестве легирующей примеси подложки, из-за малого значения ее коэффициента диффузии, во-первых, улучшает воспроизводимость результатов при получении диффузионного профиля прибора и, во-вторых, позволяет уменьшить толщину наращиваемой высокоомной пленки n-типа и тем самым снизить величину сопротивления тела коллектора. Идентичность значений коэффициентов усиления транзисторных структур обеспечивается тем, что обе транзисторные структуры изготовлены на кристалле в непосредственной близости друг от друга, где однородность материала приближается к идеальной. Воспроизводимость параметров достигается жестким контролем диффузионных процессов и процессов, связанных с очисткой и стабилизацией поверхности.

   Вакуумный метод диффузии базовой примеси и двухстадийная эмиптгерная диффузия из жидкого источника PCl3, а также низкотемпературное термическое окисление дают возможность получать требуемый диффузионный профиль с высокой точностью воспроизведения и стабильное состояние поверхности.

   Для снижения токов утечки в технологический процесс вводится дополнительная стабилизация поверхности путем нанесения на поверхность окисленной пластины с готовыми структурами монослоя титана с последующим низкотемпературным вжиганием, а также длительная низкотемпературная стабилизация поверхности в среде сухого кислорода. Высокая надежность металлизированных токоведущих дорожек достигается за счет нанесения перед напылением алюминия подслоя ванадия. Этим обеспечивается высокая адгезия металлов к крамнию и окислу.

   Крепление кристалла к корпусу в интегральном прерывателе ИП-1 производится путем пайки эвтектикой золото—кремний, при этом получают идеальные условия теплоотвода и механической прочности. Слой эвтектики создается заранее гальваничешим нанесением золота на обратную сторону пластины и вжиганием его в кремний, так что после скрайбирования каждый кристалл имеет на обратной стороне слой эвтектического припоя. Скрайбирование ведется непосредственно по кремнию, для чего на фотошаблонах предусмотрено вскрытие полосок на поверхности пластины в местах перемещения резца. Это исключает образование перенапряжений в маскирующем слое SiO2 и возникновение нежелательных поверхностных эффектов.

Зависимость остаточного напряжения от суммарного тока баз

Зависимость остаточного напряжения от запирающего тока

Для сравнения тут же приведены аналогичные зависимости для прерывателей на дискретных транзисторах. Можно видеть, что интегральный вариант обеспечивает на порядок лучшие параметры, чем кремниевые транзисторы, и на полтора порядка - чем германиевые.

Температурный дрейф остаточного напряжения

Температурный дрейф остаточного тока


(фото Александра Назаренко)

Источники:

1. А.П. Голубев, Е.П. Дробышев, А.Г. Кудряшов. Интегральный прерыватель ИП-1. - "Электронная техника". Серия VI Микроэлектроника. Выпуск 3. 1969.
2. Б.А. Калинчук, О.А. Пичугин. Полупроводниковые модуляторы. Л. "Энергия", 1969 (Б-ка по автоматике. Вып. 353).
3. В.А. Беломестных, В.Н. Вьюхин, А.Н. Касперович, Ю.А. Попов, В.И. Прокопенко, В.И. Солоненко. Многоточечная измерительная система с коммутатором на полевых транзисторах. - "Автометрия" №2, 1970.
4. Петухов А.А., Попова Л.А., Туфлин Э.К. Ключевые параметры интегрального прерывателя. - «Электронная техника в автоматике». Сборник статей под ред. Ю.И. Конева. Вып.2, М., изд-во «Советское радио», 1971.
5. Калинчук Б.А., Пичугин О.А. Модуляторы малых сигналов. Л., "Энергия", 1972.
6. Авиационные цифровые управляющие комплексы. - Управление Главнокомандующего Военно-Воздушными Силами. Военное издательство Министерства Обороны ССР. Москва - 1972.
7. "О письме Е. Горнева" - "Электроника НТБ", №4, 2007г.

домой